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燃煤热水锅炉DCS系统监控及应用研究

作　者: 陈强
导　师: 戴永寿；宋玉田
学　校: 中国石油大学
专　业: 信号与信息系统
关键词: 燃煤锅炉仪表选型及安装 DCS 参数优化系统冗余
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

目前我国新建的锅炉系统普遍都采用了DCS控制系统,以前采用常规控制的锅炉系统也基本进行了DCS改造。中国石油大学3*17.5MW锅炉采用浙大中自公司的SunyPCC800小型集散控制系统,取得了很好工程效果。本文介绍了3*17.5MW燃煤锅炉系统的工艺原理、工艺流程。根据系统要求,参考其它系统控制参数,确定了76个控制点,对每一个控制点,都确定了具体的安装位置,仪表规格型号,控制参数量程,以及对应的DCS控制编号。根据燃煤热水锅炉的燃烧特性,采用“炉温寻优”的控制方案,分析了控制方案应满足的条件和控制算法。本文对目前国内外DCS控制系统的发展和应用进行了详细地分析研究;确定DCS应用中的选型原则;石油大学锅炉系统对扩展能力(I/O点数)要求不高,适宜选用小型的DCS控制系统,最终采用了浙大中自有限公司的SunyPCC800 DCS控制系统。对浙大中自有限公司的unyPCC800 DCS控制系统进行了分析研究,进行了硬件选型及设计,进行了软件设计,进行了系统整体技术规格设计。针对锅炉可靠性的要求,对影响DCS系统的安全可靠因素进行了分析设计,分析了系统各种干扰源及抗干扰措施;还对系统各项冗余要求进行了详细分析。应用以上设计的自动控制系统,使锅炉燃烧的控制达到了很好的效果,减轻了劳动人员的劳动强度;提高了锅炉燃烧效率,提高了锅炉运行的安全性。该装置2004年12月顺利运行,目前运行良好,各项指标达到了设计要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章前言  9-11
第二章工艺介绍及流程简述  11-16
  2.1 锅炉系统简述  11
  2.2 锅炉主要技术指标  11-12
  2.3 系统运行  12-16
    2.3.1 升火及控制  12-13
    2.3.2 运行操作  13-15
    2.3.3 锅炉停炉  15-16
第三章仪表选型及设计  16-20
  3.1 仪表选型原则  16-17
    3.1.1 温度仪表  16
    3.1.2 压力仪表  16
    3.1.3 流量仪表  16
    3.1.4 液位仪表  16
    3.1.5 分析仪表  16-17
    3.1.6 执行机构  17
  3.2 控制点和控制参数  17-20
第四章锅炉燃烧系统控制方案  20-41
  4.1 锅炉燃烧过程和控制任务  20-28
    4.1.1 工业锅炉燃烧过程分析  20-25
    4.1.2 锅炉燃烧过程的动态特性  25-27
    4.1.3 工业锅炉燃烧控制的任务  27-28
  4.2 锅炉优化控制的理论基础及国内外研究现状  28-30
    4.2.1 锅炉优化控制的理论基础  28-30
    4.2.2 国内外研究现状  30
  4.3 控制方案设计与研究  30-33
    4.3.1 燃煤热水锅炉燃烧过程对象的实测特性  30-31
    4.3.2 控制方案的选取  31-33
  4.4 “炉温寻优”思想的提出及实验验证  33-37
    4.4.1 “炉温寻优”思想的提出  34
    4.4.2 炉膛温度和热效率的关系  34-35
    4.4.3 炉温相对于风量的极值点  35-36
    4.4.4 “炉温寻优”思想的实验验证  36-37
  4.5 优化控制系统的实现  37-41
    4.5.1 “炉温寻优”应满足的条件  37
    4.5.2 寻优算法  37-39
    4.5.3 重新启动寻优的条件  39-41
第五章 DCS系统选型及其软硬件设计开发  41-56
  5.1 DCS 系统简述  41-45
    5.1.1 国内外DCS系统发展现状  41-42
    5.1.2 DCS 系统的特点和优势  42-43
    5.1.3 DCS 系统选型原则  43-45
  5.2 SunyPCC800 小型集散控制系统简介  45-46
  5.3 硬件体系设计  46-49
    5.3.1 网络结构  46-48
    5.3.2 现场控制站  48
    5.3.3 操作站/工程师站  48-49
    5.3.4 采用一体化SunyTDCS800系统  49
  5.4 软件体系设计  49-54
    5.4.1 实时数据库  50
    5.4.2 硬件配置软件SunyCfg  50
    5.4.3 算法编辑器SunyIEC  50-51
    5.4.4 实时运行软件SunyRTM  51
    5.4.5 人机界面设计  51-52
    5.4.6 显示功能设计  52
    5.4.7 报警功能设计  52-53
    5.4.8 报表打印功能  53
    5.4.9 系统生成及数据通信  53-54
  5.5 系统技术规格设计  54-56
    5.5.1 系统构成  54
    5.5.2 系统供电  54-55
    5.5.3 可靠性和冗余措施  55-56
第六章系统可靠性设计  56-63
  6.1 DCS 系统的抗干扰问题  56-59
    6.1.1 电磁干扰源及对系统的干扰  56-57
    6.1.2 DCS 控制系统工程应用的抗干扰设计  57-58
    6.1.3 主要抗干扰措施  58-59
  6.2 DCS 系统冗余技术  59-63
    6.2.1 冗余技术  59-60
    6.2.2 控制系统冗余的关键技术  60-61
    6.2.3 冗余技术在控制系统中的应用实现分析  61-63
第七章效果及结论  63-64
  7.1 实施效果  63
  7.2 结论  63-64
附录  64-67
参考文献  67-70
致谢  70

燃煤热水锅炉DCS系统监控及应用研究

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